Контрольная работа: Естествознание

Решающий шаг в познании электромагнетизма сделал в 50-х годах XIX в. Джеймс Клерк Максвелл, объединивший электричество и магнетизм в единой системе уравнений теории электромагнетизма — первой единой теории поля — невидимого воздействия, создаваемого материей, простирающегося далеко в пространство и способного влиять на электрически заряженные частицы, электрические токи и магниты.

В 1864 году Дж. К. Максвелл опубликовал первые из основных уравнений «классической электродинамики», описывающие эволюцию электромагнитного поля и его взаимодействие с зарядами и токами.

Задание 5. Какие гипотезы и постулаты лежат в основе квантовой механики?

Основное уравнение квантовой механики — уравнение Шрёдингера, математический аппарат — теория матриц, теория групп, операторы, теория вероятностей.

История квантовой механики началась по существу с открытия в 1838 году катодных лучей Майклом Фарадеем. Дальнейшая формулировка в 1859 году задачи об излучении абсолютно чёрного тела Густавом Кирхгофом; предположения в 1877 году Людвигом Больцманом, о том, что энергетические состояния физической системы могут быть дискретными; формулировки в 1900 году квантовой гипотезы Максом Планком о том, что любая энергия поглощается или испускается только порциями, которые состоят из целого числа квантов с энергией ε таких, что эта энергия пропорциональна частоте ν с коэффициентом пропорциональности, определённым по формуле:

где h — постоянная Планка. Хотя Планк настаивал, что это предположение умозрительно и не относится к физической реальности энергии, в 1905 году для объяснения фотоэффекта Альберт Эйнштейн постулировал на основе квантовой гипотезы Планка, что свет сам по себе состоит из квантов, которые впоследствии назвали фотонами (1926 год). От простого постулирования Эйнштейна родился шквал обсуждений, теоретических работ и экспериментов, из которых возникла новая область физики: квантовая физика.

Математический аппарат нерелятивистской квантовой механики строится на следующих положениях:

· Состояния системы описываются ненулевыми векторами ψ комплексного сепарабельного гильбертова пространства H, причем векторы ψ₁ и ψ₂ описывают одно и то же состояние тогда и только тогда, когда ψ₂ = cψ₁ , где c — произвольное комплексное число. Каждой наблюдаемой однозначно сопоставляется линейный эрмитов оператор.

· Наблюдаемые одновременно измеримы тогда и только тогда, когда соответствующие им эрмитовы операторы коммутируют.

· Эволюция системы определяется уравнением Шредингера где — гамильтониан.

· Каждому вектору из пространства H отвечает некоторое состояние системы, любой линейный эрмитов оператор соответствует некоторой наблюдаемой.

Эти положения позволяют создать математический аппарат, пригодный для описания широкого спектра задач в квантовой механике.

Задание 6. Укажите основные стехиометрические законы.

В химии используются следующие стехиометрические законы: закон сохранения массы, закон постоянства состава вещества, закон эквивалентов, закон кратных отношений.

Закон сохранения массы. Масса веществ, вступивших в химическую реакцию, равна массе веществ, образующихся в результате реакции.

Закон постоянства состава. Всякое химически чистое соединение независимо от способа его получения имеет вполне определенный состав.

C + O₂ = CO₂

CO + 1/2O₂ = CO₂

Закон эквивалентов. Химические элементы соединяются друг с другом в строго определенных количествах, соответствующих их эквивалентам.

Закон кратных отношений. Если два элемента образуют друг с другом несколько химических соединений, то на одну и ту же массу одного из них приходятся такие массы другого, которые относятся между собой как простые целые числа.

Задание 7. В чём заключается явление катализа?

Катализ (от греч. κατάλυσις, восходит к καταλύειν — разрушение) — явление изменения скорости химической или биохимической реакции в присутствии веществ, количество и состояние которых в ходе реакции не изменяются (катализаторов).

Термин «катализ» был введён в 1835 году шведским учёным Йёнсом Якобом Берцелиусом.

Явление катализа распространено в природе (большинство процессов, происходящих в живых организмах, являются каталитическими) и широко используется в технике (в нефтепереработке и нефтехимии, в производстве серной кислоты, аммиака, азотной кислоты и др.). Большая часть всех промышленных реакций — это каталитические.

Основные принципы катализа

Катализатор изменяет механизм реакции на энергетически более выгодный, то есть снижает энергию активации. Катализатор образует с молекулой одного из реагентов промежуточное соединение, в котором ослаблены химические связи. Это облегчает его реакцию со вторым реагентом. Важно отметить, что катализаторы ускоряют обратимые реакции, как в прямом, так и в обратном направлениях.

Задание 8. Перечислите основные свойства живого организма.

Живые организмы — главный предмет изучения в биологии. Для удобства рассмотрения все организмы распределяются по разным группам и категориям, что составляет биологическую систему их классификации.

Самое общее их деление на ядерные и безъядерные.

По числу составляющих организм клеток их делят на одноклеточные и многоклеточные. Формирование целостного многоклеточного организма — процесс, состоящий из дифференцировки структур (клеток, тканей, органов) и функций и их интеграции как в онтогенезе, так и в филогенезе.

Постулатами теории биологической эволюции являются три свойства живых организмов - индивидуальная изменчивость, наследственность и борьба за существование.

Свойства: